导　　师： 利锋; 宋乾武

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 生物碳是一种优良的环境功能材料,对水体重金属具有较高的去除率。纳米铁改性后的生物碳,性能得到了很大提高,但稳定性较差。壳聚糖稳定纳米铁具备强还原性、高反应活性以及较好的稳定性,将其负载在强吸附性的生物碳上,制备得到的新型材料将会具有良好的性能和稳定性;同时该材料具有较强的磁性,可应用于回收吸附重金属。本研究将壳聚糖稳定纳米铁负载到水葫芦生物碳上,制备得到壳聚糖稳定纳米铁改性水葫芦生物碳（以下简称“该材料”）,通过多种表征手段,探究其微观结构特征和官能团构造;进行了静态批试验、再生试验和磁分离试验,探究该材料的吸附机理,主要结果如下:（1）该材料表面存在粒径分布为37nm的花状纳米铁颗粒,且存在明显的Fe晶相峰和C峰;改性后生物碳元素占比以及官能团组成变化甚微;与水葫芦生物炭相比,其总比表面积增大62.4%,总孔体积增大32.6%,平均孔径半径增大11.6%。（2）该材料吸附过程能更好地拟合准二级吸附动力学模型,表明其与Cr6+间主要为化学吸附;其等温吸附线更符合Langmuir模型,说明其对Cr6+的吸附机制为单分子层吸附。（3）壳聚糖稳定纳米铁改性生物碳在25℃、pH=2.0条件下的最大吸附容量为68.316mg/g,比水葫芦生物碳增大了151.43%,比纳米铁改性生物碳增大49.38%,说明壳聚糖稳定纳米铁的负载提升了生物碳的吸附性能;（4）在酸性环境下具备更优的吸附性能;更高的反应温度能促进吸附性能;在低盐度下吸附性能基本不受影响,当盐度超过0.1M时,其对Cr6+的吸附呈现下降趋势。（5）该材料具备良好的循环再生性能,经4次吸附-解吸循环后,其吸附性能仍能保留68.70%;动态解吸曲线在53min时达到解吸峰,表明其解吸过程较为迅速;磁分离最佳工况的技术条件为:pH=2.0酸性环境、100mg/L的磁种投加量、6A磁场强度以及2m

关 键 词： 壳聚糖 水葫芦生物碳 纳米铁 磁分离 六价铬

领　　域： []